圆形和非圆形喷口在雾化状态下喷雾的滴粒尺寸特性
摘要：非圆形喷口的气溶胶生成传统上使用圆形喷口，然而近年来考虑到其更好的雾化和混合特性，非圆形喷口也开始受到关注。本研究通过实验对三种非圆形喷孔几何形状（椭圆形、三角形和正方形）和一个具有相同出口横截面积的圆形喷孔喷射的煤油（Jet A-1）喷嘴的喷雾形态和液滴尺寸特性进行了研究。我们的结果显示，非圆形喷口喷嘴的雾化粗化现象是意外的且尚未报道的，通过液体韦伯数表示的所有测试出口速度上，Sauter平均粒径（SMD）均有所增加。我们将其归因于两种不同的喷雾形态：丝状和核心破裂，这些形态在非圆形喷口喷嘴中产生了较大尺寸的液体结构，即丝状和细片，在相比之下圆形喷口喷嘴中更为明显。通过对位于较低液体韦伯数位置上的液滴尺寸体积概率分布进行进一步研究，可以看到由于喷雾形态的影响，出现了双峰分布，其中以小尺寸和较大尺寸的碎片占主导。在较高液体韦伯数和距喷嘴出口较远的情况下，我们观察到所有喷口喷嘴都出现了单峰分布，峰值位于较小的液滴直径位置。我们认为，丝状破碎是导致所有非圆形喷嘴喷雾中较小液滴尺寸数量增加的原因，而圆形喷嘴喷雾中较细的丝状结构导致较小的液滴尺寸，相比具有相同破裂形态的三角形喷嘴。我们预期这些结果对于引擎燃料燃烧、药物喷雾和NaOH喷雾的CO2捕获等各种应用有所帮助。
作者：K. R. Rajesh, V. Kulkarni, S. Vankeswaram, R. Sakthikumar, S. Deivandren
论文ID：2308.04652
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-10